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　　随着5G通信的普及、DX的进步、生成式AI和自动驾驶的扩展以及半导体制造设备市场，预计未来半导体的需求将继续扩大，预计从2024年起，该市场将大幅增长，到2022年将超过创纪录的市场规模。

　　近日，日本住友大阪水泥株式会社宣布已开始在其市川办事处(千叶县市川市)建设半导体制造设备关键部件静电吸盘(ESC)的新生产大楼，以提高产能。ESC是半导体制造过程中利用静电力来固定硅晶圆的部件，被用作半导体制造设备的主要部件。为了应对市场增长，日本住友大阪水泥株式会将投资约120亿日元来提高产能，包括建设新的制造大楼，并将现有产能提高约一倍。

静电吸盘(ESC)

，静电卡盘避免了传统机械卡盘在使用过程中由于压力、碰撞等机械原因对晶片造成不可修复的损伤，减少了颗粒污染，增大了晶片的有效加工面积，同时克服了真空吸盘不可以应用于低压环境、无法通过背吹气体对晶片温度进行有效控制的缺陷。因此，静电卡盘己经取代了传统的机械卡盘和真空吸盘。目前，静电吸盘广泛应用于集成电路制造工艺中，特别是刻蚀、PVD、CVD等核心工艺中。

陶瓷静电吸盘

　　静电吸盘按照主体材料材质划分，可分为氧化铝和氮化铝(一般应用于静电吸盘加热器)两大类;按照静电吸盘力学模型来划分，可分为库伦(电介质)和迥斯热背(J-R)两大类。其中电介质类静电吸盘的材料可以由纯氧化铝、氮化铝、氧化硅等;迥斯热背类静电吸盘的材料可以由氧化铝、氮化铝、氧化硅等材料掺杂适量的金属粉末混凝烧结而成。

　　目前普遍的静电吸盘技术主要是以氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷作为主体材料。陶瓷材料具有良好的导热性，耐磨性及高硬度且对比金属材料在电绝缘方面有着先天的优势。

静电吸盘(ESC)

　　一个典型的静电吸盘夹持系统是一个三明治结构包括三部分：电介质吸附层、电极层、基底层，三部分都以层状结构叠合在静电吸盘内自表层到底座依次为电介质吸附层、电极层和基底层。除了比较常见的三层型静电吸盘外，还有结构比较复杂的静电吸盘。

静电吸盘结构示意图

　　实际应用中，圆片充当上表面的电极，下电极和电介质被整合制造在一个部件中。在圆片制造过程中，一个直流电压加在圆片和下电极之间，圆片由于静电吸引力被夹持在静电吸盘上。此外，圆片的热量可以通过流经圆片背面的热传导气体如氦气传导出去，达到温度控制的作用。

静电吸盘的技术方向

　　关于ESC静电吸盘的研究主要集中在以下几个方面：

　　① 提高夹持力和稳定性

　　在实际应用中，由于工件表面的不均匀性、形状的复杂性和重力影响，需要提高ESC静电吸盘的夹持力和稳定性。为此，研究人员一直在探索新的材料和设计方法。

　　② 提高适用范围和灵活性

　　随着工业自动化的发展和应用场景的不断变化，需要适应各种形状、大小、材料的工件夹持。因此，ESC静电吸盘的研究也逐渐向多种形状、材料、尺寸的工件应用扩展。同时，一些新型的ESC静电吸盘还加入了自适应夹持和远程控制等功能，提高了其灵活性和自动化程度。

　　③ 提高耐用性和稳定性

　　在长期使用过程中，ESC静电吸盘可能会遭受外力、温度变化等因素的影响，导致夹持力和稳定性下降。因此，研究人员在材料选择和设计上也在不断进行改进，以提高ESC静电吸盘的耐用性和稳定性。

静电吸盘市场规模及竞争格局

　　根据QY Research的数据，2021年全球静电吸盘市场销售额为17.14亿美元，预计2028年将达到24.12亿美元，2022-2028年复合增长率为5.06%。从销量上看，2021年全球静电吸盘销量为5.54万件，预计2028年将达到7.99万件。

　　全球静电吸盘市场高度垄断，由日本和美国企业主导，集中度较高，全球前五大制造商市占率超过80%。主要厂商包括美国Applied Materials、美国Lam Research、日本SHINKO、日本TOTO、日本NTK等公司，其中Applied Materials和Lam为自己的半导体设备配套生产静电吸盘，它们将生产的刻蚀、PVD、CVD等设备配套静电吸盘一起销售给晶圆厂，由于静电吸盘属于消耗品，使用寿命一般不超过两年，因此静电吸盘具有较大的替换市场。

　　康硕电气集团有限公司(简称“康硕集团”)于2010年在北京成立。康硕集团作为国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”企业，致力于关键零部件领域的基础研究、开发、生产和成果转化，涉及新材料、新工艺、新装备、智能制造等多个领域，是国内关键零部件领域智能制造系统解决方案供应商，被工信部认定为关键零部件创新成果产业化的承载平台，并被授予国家级智能制造试点示范工厂揭榜单位称号。

　　康硕集团以批量化增材制造解决方案为基础，并延伸涉及到等材制造、减材制造、绿色智能制造、低应力制造、无损检测等多种先进制造检测技术，可实现关键零部件的研发、中试、批量生产全流程制造，产品已广泛应用于航空航天、能源动力、国防装备、轨道交通、汽车工业等行业，竭诚为广大科研机构、企业用户提供7*24小时专业技术服务。